碳納米管的結構控制生長（簡體書）

本書為“低維材料與器件叢書”之一。過去20餘年，碳納米管因其獨特的結構和優異的性能而引起了全世界科學界和工業界的高度關注。由於碳納米管的性能強烈依賴於結構，其結構控制製備技術就成為最根本的基礎。本書基於著者多年的科研工作，並結合國內外**研究進展，針對碳納米管的結構控制製備，從碳納米管的基本結構、性能與分類出發，系統而深入地介紹了碳納米管的化學氣相沉積製備方法；系統介紹了碳納米管的壁數/直徑/手性、水平/垂直陣列和碳納米管薄膜的製備方法，並討論了該領域的挑戰與機遇。

目錄
總序
前言
第1章緒論1
1.1碳納米管的結構1
1.2碳納米管的製備方法3
1.2.1電弧法3
1.2.2激光燒蝕法4
1.2.3其他製備方法5
1.3碳納米管的性質及應用5
1.3.1碳納米管的電學性質及應用6
1.3.2碳納米管的力學性能6
1.3.3碳納米管的光學性能7
1.3.4碳納米管的熱學性能8
1.3.5碳納米管的場致發射性能8
參考文獻9
第2章碳納米管的結構、表徵及性質15
2.1碳納米管的結構15
2.1.1碳納米管的幾何結構16
2.1.2碳納米管的電子結構17
2.1.3碳納米管的聲子結構19
2.2碳納米管的表徵20
2.2.1碳納米管的形貌表徵20
2.2.2碳納米管的直徑表徵24
2.2.3碳納米管的電子結構表徵27
2.2.4碳納米管的螺旋角表徵30
2.2.5碳納米管的手性表徵32
2.3碳納米管的性質40
2.3.1碳納米管的電學性質40
2.3.2碳納米管的力學性質42
2.3.3碳納米管的熱學性質44
2.3.4碳納米管的光學性質45
2.3.5碳納米管的化學性質46
參考文獻51
第3章碳納米管的化學氣相沉積生長60
3.1化學氣相沉積技術61
3.1.1化學氣相沉積系統的組成61
3.1.2化學氣相沉積技術的原理和理論模型64
3.1.3化學氣相沉積技術的分類65
3.1.4碳納米管的化學氣相沉積製備68
3.2碳納米管生長的催化劑69
3.2.1催化劑的分類69
3.2.2催化劑製備技術73
3.2.3催化劑對管壁數與直徑的影響78
3.2.4催化劑對碳納米管結構的影響80
3.3碳納米管的生長機理與生長模式81
3.3.1碳納米管的氣-液-固和氣-固生長機理81
3.3.2碳納米管的生長模式89
3.4碳納米管化學氣相沉積生長過程的調控96
3.4.1溫度對碳納米管生長的影響97
3.4.2氣氛對碳納米管生長的影響102
參考文獻106
第4章碳納米管水平陣列的化學氣相沉積控制製備111
4.1碳納米管水平陣列的結構、特性及應用111
4.1.1碳納米管水平陣列的結構111
4.1.2碳納米管水平陣列的特性及應用112
4.2晶格定向法製備碳納米管水平陣列119
4.2.1碳納米管水平陣列的分類與生長機理119
4.2.2晶格定向法製備高密度水平陣列128
4.3氣流誘導法製備碳納米管水平陣列134
4.3.1氣流誘導法生長碳納米管的機理135
4.3.2超長碳納米管水平陣列的製備136
4.3.3壁數與直徑控制140
4.3.4高密度超長碳納米管水平陣列的生長142
4.3.5碳納米管水平陣列的光學可視化及可控操縱144
4.4電場誘導法製備碳納米管水平陣列150
4.4.1電場誘導定向的機理151
4.4.2電場誘導碳納米管生長的影響因素153
參考文獻157
第5章碳納米管垂直陣列的化學氣相沉積控制製備164
5.1碳納米管垂直陣列的結構、性質及應用164
5.1.1碳納米管垂直陣列的結構164
5.1.2碳納米管垂直陣列的性質及應用168
5.2碳納米管垂直陣列的製備方法及原理175
5.2.1浮動催化劑法及原理175
5.2.2預沉積催化劑法及原理176
5.2.3模板法及原理179
5.2.4碳納米管垂直陣列的轉移180
5.3單壁碳納米管垂直陣列的製備181
5.3.1調控催化劑法181
5.3.2水輔助化學氣相沉積法183
5.3.3氧輔助化學氣相沉積法186
5.4超順排碳納米管垂直陣列的製備187
5.4.1超順排碳納米管垂直陣列的結構及應用187
5.4.2超順排碳納米管垂直陣列的製備方法192
5.5高密度碳納米管垂直陣列的製備195
5.5.1調控催化劑法195
5.5.2調控緩衝層法198
5.5.3後處理法199
參考文獻201
第6章碳納米管宏觀體的控制製備209
6.1碳納米管宏觀體簡介209
6.2碳納米管三維宏觀體的製備、性質及應用210
6.2.1碳納米管三維宏觀體的製備211
6.2.2碳納米管三維宏觀體的性質及應用216
6.3碳納米管二維宏觀體的製備、性質及應用218
6.3.1碳納米管二維宏觀體的製備218
6.3.2碳納米管二維宏觀體的性質及應用223
6.4碳納米管纖維的製備230
6.4.1碳納米管纖維的結構、性質及應用230
6.4.2濕法紡絲232
6.4.3干法紡絲235
參考文獻239
第7章碳納米管的導電屬性與手性控制製備247
7.1金屬/半導體型碳納米管的選擇性生長247
7.1.1氣體刻蝕法248
7.1.2外場輔助法253
7.1.3催化劑設計法256
7.1.4碳源調控法261
7.2金屬/半導體型碳納米管的分離方法265
7.2.1生長後刻蝕法266
7.2.2膠帶法269
7.2.3溶膠-凝膠色譜法271
7.2.4密度梯度超高速離心273
7.2.5利用生物分子的選擇性分離方法275
7.3特定手性碳納米管的控制製備279
7.3.1碳納米管的成核熱力學279
7.3.2碳納米管的生長動力學285
7.3.3催化劑誘導的手性控制288
7.3.4無催化劑的碳納米管外延生長及克隆296
參考文獻301
第8章總結與展望307
8.1碳納米管的應用與需求308
8.2碳納米管的控制製備方法總結310
8.2.1均一管徑碳納米管的製備311
8.2.2特定電子結構碳納米管的製備312
8.2.3手性可控的碳納米管合成314
8.2.4碳納米管聚集態的控制317
8.2.5碳納米管的宏量生產319
8.3展望320
參考文獻322
關鍵詞索引327